一种矿山安全监测信息采集系统及方法与流程

技术特征：

1.一种矿山安全监测信息采集系统，其特征在于，所述系统包括：用于发出超声波信号的超声波发射电路、用于接收超声波信号的超声波接收电路、控制系统运行的主控模块、用于给系统提供电源的电源模块；所述主控模块分别信号连接于超声波发射电路、超声波发射电路和电源模块。

2.如权利要求1所述的矿山安全监测信息采集系统，其特征在于，所述超神波发射电路包括：用于产生脉冲信号的脉冲产生电路、为脉冲产生电路提供工作电压的高压电路和将脉冲信号发射出去的脉冲产生电路；所述高压电路信号连接于脉冲产生电路；所述脉冲产生电路信号连接于超声波发送换能器。

3.如权利要求2所述的矿山安全监测信息采集系统，其特征在于，所述超声波接收电路包括：用于滤除接收信号噪声的噪声滤除电路、用于将接收信号进行放大的接收信号放大电路和用于对接收到的信号进行信号整形的信号3整形电路；所述噪声滤除电路信号连接于信号放大电路；所述信号放大电路信号连接于信号整形电路。

4.如权利要求3所述的矿山安全监测信息采集系统，其特征在于，所述主控模块包括：用于传输无线信号的无线信号传输模块和用于处理运行过程中的数据信息的信息处理模块；所述信息处理模块信号连接于无线信号传输模块；所述无线传输模块能够和远程的监控终端进行信号传输。

5.如权利要求3所述的矿山安全监测信息采集系统，其特征在于，所述电源模块包括：第一电源、第二电源和可充电模块；所述第一电源为主电源，用于给系统提供电源；所述第二电源为备用电源，用于给系统提供电源；所述可充电模块：太阳能电池板、可充电电池和风机；所述太阳能电池板和风机分别信号连接于可充电电池。

6.如权利要求5所述的矿山安全监测信息采集系统，其特征在于，所述无线信号传输模块为：GPRS信号传输模块；所述可充电电池为可充电锂电池；所述信息处理模块为中央处理器。

7.一种基于权利要求1至6之一所述的矿山安全监测信息采集系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：主控模块控制超声波发射电路发射超声波信号；超声波发射电路产生脉冲信号后经高压电路和脉冲产生电路共同作用后产生超声波信号；超声波信号经超声波发送换能器发送出去；

步骤2：超声波信号经过矿山围岩介质的传播后，被超声波接收电路接收到；噪声滤除电路滤除噪声、接收信号放大电路进行放大和信号整形电路进行整形后，得到接收到的超声波信号；将该超声波信号发送给主控模块；

步骤3：主控模块对接收到的超声波信号进行分析，根据分析结果得出矿山安全监测结果，将监测结果经无线信号传输模块发送给远程控制终端。

8.如权利要求7所述的矿山安全监测信息采集系统的方法，其特征在于，所述主控模块对接收到的超声波信号进行分析的方法包括以下步骤：

步骤1：设定围岩的平均密度为：；可以建立声波的两个分量：纵波和横波的数学模型；

步骤2：得到的纵波的数学模型为： ；

得到横波的数学模型为：；

其中，为杨氏模量；为泊松比；

步骤3：根据上述连个数学模型得到声波传输的理论值；将得到的理论值和实际值进行比较，根据这两个值的比较结果得出矿洞围岩的松动程度，判断得出矿洞是否安全。